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专题 10 光合作用
一、捕获光能的色素和结构
(一)绿叶中色素的提取和分离
1．实验原理
绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，而不溶于水，可用无水乙醇提取色
提取
素
不同的色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之
分离
则慢，从而使各种色素相互分离
2．实验步骤
(1)提取色素
①研磨
操作图解 添加物质 作用
无水乙醇 溶解色素
二氧化硅 研磨充分
碳酸钙 防止研磨过程中色素被破坏
②过滤：用单层尼龙布过滤→收集滤液。
(2)分离色素——纸层析法
主要操作 操作要点 操作目的
制备滤 保证色素在滤纸上扩散均
一端剪去两角
纸条 匀、整齐
用毛细吸管吸取少量滤液， 滤液细线要细、直，使各色
画滤液 沿铅笔线均匀地画一条细线 素扩散的起点相同
细线 待滤液干后，再重画一到两
使滤液细线上有较多的色素
次
层析液不能触及滤液细线，
否则色素会溶解在层析液
层析
中，而不会沿滤纸条向上扩
散
3.实验结果及分析
实验结果
滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带
①色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素；
结果
②色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多；
分析
③色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快说明色素溶解度越高
(二)绿叶中的色素及其吸收光谱
1．叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
2．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。这4种色素吸收
的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。
(三)叶绿体的结构适于进行光合作用
1．叶绿体的模式图
模式图
①叶绿体膜：双层膜；②基质：含有与暗反应有关的酶；③基粒：由类囊体堆
结构
叠而成，分布有色素和与光反应有关的酶
功能 进行光合作用的场所
2.恩格尔曼的实验
(1)结论：直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。
(2)实验方法的巧妙之处
①巧选实验材料：选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察；用好氧细菌可以
确定释放氧气的部位。
②妙法排除干扰因素：没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。
③巧妙设计对照实验：a.用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对
照实验；b.临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果；c.照射不同色光进行对照，直观地证明了叶
绿体吸收的光谱有差别。
二、光合作用的原理和应用1．探索光合作用原理的部分实验(连线)
2．光合作用过程
(1)反应式：CO ＋HO――→(CHO)＋O。
2 2 2 2
(2)基本过程(据图填空)
图中：①NADPH，②2C，③ ADP ＋ Pi ，④O，⑤(CHO)。
3 2 2
(3)光反应与暗反应的比较
项目 光反应 暗反应
场所 类囊体薄膜 叶绿体基质
条件 需光 不需要光
HO――→H＋＋O＋能量；
2 2
物质 CO ＋C――→2C；
2 5 3
NADP＋＋H＋＋能量―→NADPH；
变化 2C――→(CH O) ＋ C
3 2 5
ADP＋Pi＋能量――→ATP
能量 光能―→ATP和NADPH中的化学 ATP和NADPH中的化学
变化 能 能―→(CHO)中的化学能
2
3.光合作用强度的表示方法
(1)定义表示法：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(2)其他表示方法
①单位时间内通过光合作用消耗的CO 的量。
2
②单位时间内通过光合作用产生的O 的量。
2
(3)研究意义：直接关系农作物的产量。
4．探究环境因素对光合作用强度的影响
(1)实验原理
①利用抽气法排除叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。
②通过光源与烧杯的距离调节光照强度。
③光合作用的过程中产生O 的多少与光合作用强度密切相关，O 积累在细胞间隙从而使下沉的叶片
2 2
上浮。因此可依据一定时间内圆形小叶片上浮的数量来比较光合作用强度。
(2)实验结论：在一定光照强度范围内，光合作用强度随光照强度的增强而增强。
5．影响光合作用的环境因素光照
直接影响光反应的速率，光反应产生 NADPH 和 ATP 的数量多少会影响暗反应的速率
强度
温度 影响光合作用过程，特别是影响暗反应中酶的催化效率，从而影响光合速率
CO
2
是暗反应的原料，CO 浓度高低直接影响光合速率
2
浓度
矿质 直接或间接影响光合作用。例如镁是叶绿素的组成成分，氮对酶的含量有影响，磷是
元素 ATP的组成成分
一、单选题
1．实验是生物学发展不可缺少的一部分。下列有关教材实验的叙述，正确的是（ ）
A．用藓类叶片直接制片即可用于观察细胞中叶绿体的形态
B．斐林试剂与双缩脲试剂的化学成分及使用方法都不同
C．用无水乙醇对菠菜绿叶中的光合色素进行提取和分离
D．用溴廨香草酚蓝溶液检测酵母菌细胞呼吸产生的酒精
【答案】A
【分析】1、斐林试剂甲液为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液为0.05g/mL的CuSO4溶液，双缩脲试剂A液为
0.1g/mL的NaOH溶液，B液为0.01g/mL的CuSO4溶液，二者化学成分相同，但斐林试剂使用时，需甲液
和乙液混合均匀后加入待测样液，双缩脲试剂使用时先加A液，再加B液。
2、CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
【详解】 A、用藓类叶片直接制片即可用于观察细胞中叶绿体的形态，A正确；
B、斐林试剂甲液为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液为0.05g/mL的CuSO4溶液，双缩脲试剂A液为0.1g/mL
的NaOH溶液，B液为0.01g/mL的CuSO4溶液，二者化学成分相同，但斐林试剂使用时，需甲液和乙液
混合均匀后加入待测样液，双缩脲试剂使用时先加A液，再加B液，即二者使用方法不同，B错误；
C、可以使用无水乙醇对菠菜绿叶中的光合色素进行提取，但需使用层析液对光合色素进行分离，C错误；
D、CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，但酵母菌无氧呼吸产生的酒精常用酸性重铬酸钾溶液检
测，橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色，D错误。
故选A。
2．杏花蜜腺细胞的细胞膜和细胞壁具脊状突起，细胞中含有许多有色体（含类胡萝卜素，不含叶绿素，
无类囊体结构）。在花蕾开放后，杏花蜜腺细胞开始分泌主要成分为水和糖类的花蜜。下列分析不合理的
是（ ）A．蜜腺细胞壁的脊状突起的形成与其上蛋白质密切相关
B．蜜腺细胞可进行有氧呼吸，其有色体不进行光合作用
C．杏花植株中的色素可以存在于液泡、叶绿体和有色体中
D．蜜腺细胞中的有色体可能与其积累和储存糖类功能有关
【答案】A
【分析】线粒体是动植物细胞都具有的双层膜细胞器，是有氧呼吸的主要场所，细胞的“动力车间”；叶
绿体主要存在于植物叶肉细胞，具有双层膜结构，是植物细胞进行光合作用的场所，是植物细胞的“养料
制造车间”和“能量转换站”；液泡是成熟植物细胞内单层膜形成的泡状结构，内含细胞液（有机酸、糖
类、无机盐、色素和蛋白质等），可以调节植物细胞内的环境，充盈的液泡使植物细胞保持坚挺。
【详解】A、蛋白质不参与植物细胞细胞壁的构成，A错误；
B、有色体无叶绿素和类囊体结构，因此不进行光合作用，B正确；
C、杏花植株中的色素可存在于液泡（含花青素）、叶绿体（含光合色素）和有色体（含类胡萝卜素）中，
C正确；
D、蜜腺细胞的分泌物中富含糖类，故推测其有色体可能与积累和储存糖类有关，D正确。
故选A。
3．下列关于实验原理及设计中，正确的是（ ）
A．“观察植物细胞质壁分离”实验的原理之一是细胞内外的液体之间存在着浓度差
B．“绿叶中色素的提取和分离”实验中，色素提取是因其在层析液中溶解度不同
C．“验证酶的催化作用具有高效性”实验中，分别加入猪肝匀浆、蒸馏水进行对照
D．“研究细胞核功能”实验中，把蝾螈的受精卵横溢为细胞核多和细胞核少的两部分
【答案】A
【分析】纸层析法分裂植物细胞中的光合色素，提取植物细胞光合色素的原理是叶绿体中的色素易溶于无
水乙醇等有机溶剂，不是用纸层析法进行提取；用纸层析法进行分离叶绿体中色素。
【详解】A、“观察植物细胞质壁分离”实验的原理之一是细胞内外的液体之间存在着浓度差，这是质壁
分离发生的外因，A正确；
B、“绿叶中色素的提取和分离”实验中，色素提取是因其易溶于有机溶剂，B错误；
C、酶的高效性是指酶与无机催化剂相比，降低化学反应活化能的效果更显著，“验证酶的催化作用具有
高效性”实验中，分别加入猪肝匀浆、无机催化剂进行对照，C错误；
D、研究细胞核功能的实验中，将蝾螈受精卵溢成有核和无核两部分，D错误。
故选A。
4．某同学进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，得到下图所示的结果，其中①②③④表示色素带。下列相关分析正确的是（ ）
A．该实验中，无水乙醇可作为层析液分离各种色素
B．③色素带中的色素分子主要吸收蓝紫光和红光
C．④色素带中的色素在层析液中的溶解度最高
D．提取色素时若未加二氧化硅会提取不到色素
【答案】B
【分析】叶绿体色素的提取和分离实验：
①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素。
②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解
度小，扩散速度慢。
③各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防
止研磨中色素被破坏。
④结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），
色素带的宽窄与色素含量相关。
【详解】A、色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素，但无水乙醇不作为
层析液使用，A错误；
BC、滤纸条从外到内依次是：①胡萝卜素（最窄）、②叶黄素、③叶绿素a、④叶绿素b，③色素带为叶
绿素a，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，①色素带中的色素在层析液中的溶解度最高，B正确，C错误；
D、若提取光合色素时未加二氧化硅，不能充分研磨，也能提取到色素，则4条色素带颜色均变浅，D错
误。
故选B。
5．为研究强光照对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如
图所示为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素带)。下列叙述正确的是（ ）A．画滤液细线时，滤液在点样线上只能画一次
B．色素Ⅲ、Ⅳ在石油醚中的溶解度大于色素Ⅰ、Ⅱ
C．强光照导致了该植物类胡萝卜素含量增加
D．色素Ⅲ、Ⅳ主要吸收蓝紫光
【答案】C
【分析】在色素的提取核分离实验中，色素的提取利用的是色素易溶于有机溶剂，色素的分离式利用不同
色素在层析液中的溶解度不同。
【详解】A、在分离色素实验中，画滤液细线时，需要重复画线，增加色素量，但操作应在前一次画线晾
干后再进行重复操作，A错误；
B、色素Ⅲ、Ⅳ在石油醚中的溶解度小于色素Ⅰ、Ⅱ，所以扩散速度慢，B错误；
C、强光照和正常光照相比，叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，说明强光照导致了该植物类胡萝卜
素含量增加，C正确；
D、色素Ⅲ是叶绿素a、色素Ⅳ是叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，D错误。
故选C。
6．秋季枫树等植物的叶片变为红色，主要是由于花青素增多而叶绿素含量降低所致，实验小组对此进行
实验验证：用无水乙醇提取叶片中色素，用层析液进行分离，结果滤纸条上出现四条色素带，靠近层析液
的两条色素带非常窄，下列有关推断不合理的是（ ）
A．变窄的是叶黄素和叶绿素a
B．低温下叶绿素容易被破坏
C．滤纸条未显现花青素的原因可能是花青素为水溶性色素
D．叶绿素易溶于无水乙醇
【答案】A【分析】叶绿体色素的提取和分离实验：
①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素；
②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，溶解度大，扩散速度快；溶解
度小，扩散速度慢；
③各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防
止研磨中色素被破坏；
④结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），
色素带的宽窄与色素含量相关。
【详解】A、叶绿体中色素分离实验中色素带由上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，因
此变窄的两条色素带是叶绿素a和叶绿素b，A错误；
B、据题意“秋季枫树等植物的叶片变为红色，主要是由于花青素增多而叶绿素含量降低所致”，秋季温
度降低，即低温叶绿素容易被破坏，B正确；
C、如果花青素溶于有机溶剂则滤纸条上会有花青素，所以滤纸条未显现花青素的原因可能是花青素为水
溶性色素，花青素不溶于无水乙醇，所以无法提取到花青素，C正确；
D、提取叶绿素的原理是叶绿素易溶于有机溶剂无水乙醇，D正确。
故选A。
7．“向来冰雪凝严地，力斡春回竟是谁？”十字花科植物羽衣甘蓝具有极强的耐寒性，叶片形态美观多
变，色彩绚丽如花，是冬季重要的观叶植物。为探究其叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素
分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分
离，然后再置于蒸馏水中进行层析，过程及结果如下图所示。图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。
下列有关分析错误的是（ ）
A．色素1在层析液中的溶解度最小，色素4在层析液中溶解度最大
B．色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水
C．色素1、2、3、4可能分布在叶绿体中，色素5可能存在于液泡中
D．色素1和2主要吸收蓝紫光，色素3和4主要吸收蓝紫光和红光【答案】A
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更
充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，
随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶
黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
【详解】A、色素1在层析液中的溶解度最大，色素4在层析液中溶解度最小，A错误；
B、根据5种色素的层析结果知，色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水，B正确；
C、色素1、2、3、4溶于有机溶剂，可能分布在叶绿体中，色素5可能溶解到水中，可能存在于液泡中，
C正确；
D、色素1和2为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，色素3和4为叶绿素，主要吸收蓝紫光和红光，D正确。
故选A。
8．下图为理解某些生物学问题所建立的一个数学模型（此图仅表示变化趋势），以下对此数学模型应用
不科学的是（ ）
A．若x表示小麦种子成熟过程，y表示相对含量，则a表示淀粉的含量，b为可溶性糖的含量
B．若x表示外界O 浓度，y表示小麦种子萌发时CO 释放量，则a为有氧呼吸强度，b为无氧呼吸强
2 2
度
C．若x表示叶面积指数，y表示相对值，则a为总光合速率，b为净光合速率
D．若x表示洋葱表皮细胞置于0.3g/ml蔗糖溶液的时间，y表示相对值大小，则a为吸水力，b为液泡
的体积
【答案】C
【分析】解题的关键是分析图形，一定要分析清楚a增加的时候，b减少，两者成反相关。
【详解】A、小麦种子成熟过程中，可溶性糖逐渐转化为淀粉，若x表示小麦种子成熟过程，y表示相对含
量，则a表示淀粉的含量，b为可溶性糖的含量，A正确；
B、在一定范围内，随着氧气浓度的升高，有氧呼吸强度逐渐增强，无氧呼吸强度逐渐减弱，若x表示外界O2浓度，y表示小麦种子萌发时CO2释放量，则a为有氧呼吸强度，b为无氧呼吸强度，B正确；
C、总光合速率=净光合速率+呼吸速率，随着叶面积指数的增加，总光合速率和净光合速率都升高，不符
合a、b的含义，C错误；
D、若将洋葱表皮细胞置于0.3g/mL蔗糖溶液中，因细胞液的浓度小于0.3g/ml蔗糖溶液的浓度，所以细胞
会失水，导致液泡的体积逐渐减小，细胞液的浓度逐渐升高，细胞的吸收力逐渐增强，可见，若x表示洋
葱表皮细胞置于0.3g/ml蔗糖溶液的时间，y表示相对值大小，则a为吸水力，b为液泡的体积，D正确。
故选C。
9．光合作用是自然界最重要的化学反应之一，光合作用的限制因素有内因和外因两个方面，外因主要包
括温度、CO 浓度和光照强度，如图是实验人员测得的光吸收对单个叶片光合速率的影响。下列相关叙述
2
错误的是（ ）
注：光极限：是指光合作用吸收CO 量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。CO 极限：是指光合作用
2 2
吸收CO 量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。
2
A．大田作物群体对光能的利用与单个叶片不同，对应的光极限范围应该更大
B．达到CO 极限所需要的最少光吸收量为光饱和点
2
C．在光合作用最适温度下适当升温，若细胞呼吸速率增大，光补偿点左移
D．实际生产中施肥过多会影响植物吸水，施肥不足可能影响叶绿素和相关酶的合成
【答案】C
【分析】1、影响光合作用的因素包括内因和外因，内因主要是酶的种类和数量，色素的种类和数量。外
因主要包温度、二氧化碳浓度及光照强度。
2、由图可知，图中横坐标为光吸收，纵坐标为光合作用吸收速率，目的是研究光吸收对单个叶片光合速
率的影响。
【详解】A、植物群体对光能的利用要大于单个叶片对光能的利用，对应的光极限范围更大，A正确；B、光合作用过程中二氧化碳吸收量达到最大时所对应的最小光吸收量称为光饱和点，B正确；
C、在光合作用中吸收二氧化碳的量与放出二氧化碳的量相等时对应的光吸收量称为光补偿点，最适温度
下适当升温，若呼吸作用速率增大，要使等式成立，则光合作用要增大，光吸收量右移，光补偿点右移，
C错误；
D、植物通过渗透作用吸水和失水，施肥过多使植物失水，降低代谢速率，施肥不足，植物缺乏叶绿素和
酶合成相关矿质元素，影响叶绿素和酶的合成，D正确。
故选C。
10．下图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。下列有关光合作用强度变化原
因的分析中，错误的是（ ）
A．从A→B主要原因是上午光照逐渐增强
B．从B→C主要原因是温度过高，酶失活
C．从C→D主要原因是CO 供应逐渐增加
2
D．从D→E主要原因是下午光照逐渐减弱
【答案】B
【分析】分析曲线图：图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度变化的曲线图，其中AB段
上升的原因是光照增强；BC段下降的原因是气孔关闭，二氧化碳吸收量减少；CD段升高的主要原因是气
孔逐渐打开，CO2吸收量增加；DE段下降的原因是光照强度减弱。图示出现了“光合午休”现象。
【详解】A、由题图曲线可知，从A→B即6时～10时气温上升，光照强度增强，因此光合作用强度增强，
A正确；
B、C点对应的现象是光合午休现象，B→C光合作用强度下降的原因是气孔关闭，二氧化碳供应不足，B
错误；
C、C→D光合午休现象逐渐消失，气孔打开，二氧化碳供应增加，光合作用强度增强，C正确；
D、D→E处于一天的下午，光照强度减弱，气温下降，导致光合作用强度减弱，D正确。
故选B。
11．某实验小组研究了不同程度的遮光对草莓植株干重的影响，实验结果如下图所示，下列说法错误的是（ ）
A．草莓植株的干重是光合作用的净积累量
B．遮光的瞬间，叶绿体中C 的含量会上升
3
C．根据上图可知，种植草莓时要适当遮光
D．该实验的自变量是遮光程度和草莓的种类
【答案】D
【分析】题图分析，适当遮光可增加植株的干重，但过度遮光，会使植株干重增加减少。
【详解】A、干重是细胞中有机物的积累量，草莓植株的干重是光合作用积累有机物的量，A正确；
B、遮光的瞬间，光照强度减弱，ATP和NADPH减少，还原C3的速率减慢，而短时间内C3的生成速率
不变，故叶绿体中C3的含量会增加，B正确；
C、根据图可知，适当遮光能增加植株的干重，所以种植草莓时要适当遮光，C正确；
D、根据图示可知，该实验的自变量是遮光程度，D错误。
故选D。
12．在两种光照强度下，不同叶片温度对某植物 吸收速率的影响如图。对此图理解正确的是（ ）A．在低光强下， 吸收速率随叶温升高而下降的原因是酶活性下降
B．在高光强下，M点对应的叶温为光合酶活性最适温度
C．在图中两个 点处，植物均不进行光合作用
D．图中M点处该植物光合速率与呼吸速率的差值最大
【答案】D
【分析】题图分析：横坐标为叶温，纵坐标为CO2 吸收速率。CP点二氧化碳吸收速率为0，此时植物光
合作用速率与呼吸作用速率相等。在不同的光照强度下，植物的CP点不同。M点二氧化碳吸收速率最大，
净光合作用最大。
【详解】A、CO2吸收速率代表净光合速率，低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速
率上升，需要从外界吸收的CO2减少，A错误；
B、在高光强下，M点CO2吸收速率最大，即该植物净光合速率最大，不是真正的光合速率最大，故 点
对应的叶温不一定是光合酶的最适温度，B错误；
C、CP点代表此时植物呼吸速率等于光合速率，植物可以进行光合作用，C错误；
D、图中 点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，也就是光合速率与呼吸速率的差值最大，D正确。
故选D。
13．某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，检测容器内
的 CO₂含量。关于这一实验的结果及结论，下列说法正确的是（ ）
A．CO₂量初期逐渐降低，后上升，初期光合速率逐渐升高，之后光合速率小于呼吸速率
B．CO₂量初期逐渐上升，后降低，初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C．CO₂量初期逐渐降低，后稳定，初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．CO₂量初期逐渐降低，后稳定，初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率【答案】D
【分析】光合作用会吸收密闭容器中的CO2，而呼吸作用会释放CO2，在温度和光照均适宜且恒定的情况
下，两者速率主要受容器中CO2和O2的变化影响。
【详解】ABCD、小麦置于密闭容器中，因O2浓度与CO2浓度有限，其变化取决于光合速率与呼吸速率
的相对强度，因为该植株在适宜且恒定的温度和光照条件下，所以植物吸收CO2释放O2，使密闭容器内
的CO2含量下降，O2含量上升。但由于CO2含量逐渐降低，从而使植物光合速率逐渐降低，直到光合作
用与呼吸作用相等，容器中气体趋于稳定，最终光合速率与呼吸速率相等，CO2的浓度不变，ABC错误，
D正确。
故选D。
14．下图表示某植株在不同光照强度下，单位时间内CO 释放量和O 产生总量的相对变化。对植物生理过
2 2
程分析正确的是（ ）
A．光照强度为a时，该植株体内有机物总量将增加
B．光照强度为b时，该植株的细胞呼吸强度是光合作用强度的两倍
C．光照强度为c时，叶肉细胞的光合作用强度与细胞呼吸强度相等
D．光照强度为d时，叶肉细胞产生ATP的细胞器是细胞质基质、线粒体、叶绿体
【答案】B
【分析】在光合作用作用过程中，吸收二氧化碳释放氧气；而呼吸作用过程中，吸收氧气释放二氧化碳。
因此可通过氧气的产生量或二氧化碳的释放量来判断光合作用和呼吸作用的强弱。图中氧气的产生总量可
表示实际光合速率，a点时的二氧化碳释放可表示呼吸速率。
【详解】A、光照强度为a时，只有CO2的释放，并且氧气的产生总量为0，说明此时只进行呼吸作用，
不进行光合作用，所以该植株内有机物总量将减少，A错误；
B、光强度为b时，CO2的释放量等于光合作用产生O2的总量，实际光合作用速率是3，呼吸作用速率
=CO2的释放量+实际光合作用速率=3+3=6，说明细胞呼吸速率是光合速率的2倍，B正确；
C、光强度为c时，CO2的释放量为0，且O2的产生总量等于a时的CO2的释放量，说明此时植株的光合速率等于细胞呼吸速率，由于植株中存在不能进行光合作用的细胞，故叶肉细胞的光合速率应大于细胞呼
吸速率，C错误；
D、光强度d时，叶肉细胞既可以进行光合作用，又可以进行细胞呼吸，故叶肉细胞产生ATP的细胞器是
线粒体和叶绿体，细胞质基质不是细胞器，D错误。
故选B。
15．近两年我国很多地区玉米取得了大丰收，其中丹东的“良玉99号”表现突出，平均亩产高达722.7千
克。为了能快速大面积推广该品种，科研人员在多地开始试种和实验研究，以掌握该玉米在当地的生长习
性。夏季晴朗的一天，实验人员对良玉99号玉米连续观察24小时，实验结果如图所示，下列分析不正确
的是（ ）
A．该玉米光合作用从c点开始，到h点结束
B．一天当中玉米体内的有机物d点时最少，h点时最多
C．曲线中ef段的下降原因和gh段下降的原因不相同
D．通过曲线可以判断一天中光照强度和温度对玉米光合作用的影响
【答案】A
【分析】图中ab段二氧化碳释放速率逐渐下降是由于夜间低温导致的，bc段二氧化碳释放量逐渐增加是
温度逐渐回升导致的，c点后二氧化碳释放量逐渐减少，是由于此时开始进行光合作用，直到h点时光合
作用数量等于呼吸速率，随着光照逐渐减弱，光合速率小于呼吸速率，导致二氧化碳的释放量逐渐增加，
直到j点光合作用停止。
【详解】A、h点时净光合速率为0，此时光合速率和呼吸速率相等，h点之后仍可进行光合作用，A错误；
B、d点之前，光合速率小于0，有机物的积累一直处于负增长，一天当中玉米体内的有机物d点时最少；
d点到h点，光合速率大于0，有机物的积累表现为正值，到h点，植物体内一天中的有机物积累量达到最
大，B正确；
C、曲线中ef段的下降原因是由于此时高温条件导致气孔关闭，使得作为光合作用原料之一的二氧化碳吸
收减少导致的，而gh段光合速率下降的原因是由于光照强度逐渐减弱引起的，C正确；D、一天中光照强度和温度是综合变化的，通过曲线判断一天中光照强度和温度对玉米光合作用的综合影
响，D正确。
故选A。
16．红心火龙果不仅甜度高，而且含有具有解毒作用的粘胶状植物性蛋白，对人体有保健功效。下列有关
叙述不正确的是（ ）
A．粘胶状植物性蛋白在核糖体中合成
B．切开时流出的红色果浆与液泡中的色素有关
C．红心火龙果甜度高与果肉细胞叶绿体合成的糖类有关
D．丰富的膳食纤维主要来自细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶
【答案】C
【分析】1、核糖体是蛋白质的合成场所。
2、植物细胞中的液泡含有花青素等各种色素，使植物器官呈现一定的颜色。
3、植物细胞壁的合成与高尔基体有关。
【详解】A、氨基酸脱水缩合形成蛋白质的场所是核糖体，故粘胶状植物性蛋白在核糖体中合成，A正确；
B、红心火龙果细胞中的红色色素（花青素）存在于液泡中，B正确；
C、红心火龙果含糖量高，甜度高，与叶肉细胞叶绿体合成的糖类有关，C错误；
D、膳食纤维是纤维素，主要来自细胞壁，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，D正确。
故选C。
17．下列相关描述符合史实的是（ ）
A．德国科学家施莱登和施旺认为“细胞通过分裂产生新细胞”
B．鲁宾和卡门通过同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自于葡萄糖
C．欧文顿推测细胞膜是由脂质和蛋白质构成的
D．丹尼利和戴维森发现细胞膜的表面张力高于油—水界面的表面张力
【答案】D
【分析】1、1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构，并大胆地提出生物膜的
模型是所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边
的暗层是蛋白质分子，他把生物膜描述为静态的统一结构。
2、鲁宾和卡门用18O标记水，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水。
【详解】A、施莱登和施旺提出细胞学说，德国科学家魏尔肖对细胞学说进行了修正，提出“细胞通过分
裂产生新细胞”，A错误；
B、鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验证明光合作用释放的O2来自H2O，B错误；C、欧文顿通过对植物细胞的通透性进行实验，提出膜是由脂质组成的，C错误；
D、英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力，他们发现细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面
张力。由于人们已经发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低，因此丹尼利和戴维森推
测细胞膜中可能还附有蛋白质，D正确。
故选D。
18．为研究大棚作物光合作用强度与光照强度的关系，科研人员利用若干大小一致的密闭透明容器，给予
不同的光照强度进行实验，测得容器内CO 浓度的变化情况如图所示。下列叙述错误的是（ ）
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A．B点时，植物叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
B．C点时，植物叶肉细胞中既有光合作用又有呼吸作用
C．D点时，若光照强度不变，增加CO 浓度供应，C 含量会上升
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D．从图可知当光照强度低于B点时植物不能正常生长
【答案】C
【分析】图示曲线表示密闭透明容器内的CO2浓度随不同的光照强度变化而变化的情况，反映的是净光合
速率的变化，净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率。AB段CO2浓度高于初始浓度并逐渐增大，说明实
际光合速率小于呼吸速率；BC段CO2浓度逐渐减小，说明实际光合速率大于呼吸速率；CD段CO2浓度
保持不变，说明受CO2浓度的限制，实际光合速率等于呼吸速率。
【详解】A、B点时，密闭透明容器内的CO2浓度高于初始浓度，说明实际光合速率小于呼吸速率，因此
植物叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，A正确；
B、C点时，密闭透明容器内的CO2浓度降至最低，且C点之后CO2浓度不再变化，说明实际光合速率等
于呼吸速率，进而推知：植物叶肉细胞中既有光合作用又有呼吸作用，B正确；
C、CD段，密闭透明容器内的CO2浓度降至最低且保持稳定，说明D点时限制实际光合速率的因素为
CO2浓度，若光照强度不变，增加CO2浓度供应，则实际光合速率会增大，C5含量会下降，C错误；
D、从图可知：当光照强度低于B点时，植物的实际光合速率小于呼吸速率，没有有机物的积累，因此植
物不能正常生长，D正确。
故选C。19．非光化学猝灭（NPQ）是光合色素通过分子振动将吸收的过剩光能以热能形式散失的机制，该机制可
避免强光损伤光合结构，但强光下发生的NPQ在光减弱时仍会持续一段时间。自然环境中光照强度通常在
短时间中剧烈波动，为探究光波动对植物光合作用的影响，研究人员以黄瓜幼苗为材料，设置光照强度相
同但强光-弱光波动频率不同的T1、T2、T3组(光波动频率T1
